beginselen van epitheelfysiologie
epitheel en epitheelcellen
epitheelcellen: typische cellen die contact met buitenwereld reguleren
- reguleren contact tussen substantie in extern milieu/opweg naar
buitenwereld & intern milieu
- = transportcellen: door membraantransporters of ionenkanalen bepalen deze
samenstelling vloeistoffen + maakt mogelijk stoffen te transporteren of
toelaten om ons lichaam binnen te dringen
o bv. in nier, zorgen dat belangrijke voedingsstoffen en mineralen
opgenomen worden voordat ze het lichaam verlaten
o samenstelling vloeistof die uiteindelijk urine wordt, dus bepaald door
gespecialiseerde epitheelcellen
o samenstelling élke vloeistof of substantie die lichaam verlaat bepaald
door epitheelcellen: urine, ontlasting, zweet, snot, traanvocht, etc.
epitheelcellen produceren specifieke vloeistoffen:
- cerebrospinaal vocht (i/d cerebrospinale ruimte): samenstelling wijkt af van
normale extracellulaire vloeistof in ons lichaam = transcellulaire vloeistof =
speciale vloeistof
- endolymfe (= vloeistof in slakkenhuis binnenoor): totaal andere samenstelling
dan normale extracellulaire vloeistof in ons lichaam
à andere K concentratie dan in perilymfe (normale samenstelling)
- epitheel = laag cellen: bedekken oppervlak of holte : sluit vloeistofcompartiment af van ander
- gespecialiseerde holtes gevuld met afwijkende vloeistof (transcellulair vocht, bv. deel binnenoor)
- samenstelling ook bepaald door epitheelcellen.
85% kankers = epitheelcel kanker: CARCINOOM
epitheel: opbouw
- epitheelcellen vormen (meestal) een monolaag en zijn gepolariseerd:
o apicaal: lumen-zijde: in contact met dingen die lichaam verlaten (buitenwereld): urine, stoelgang,…
o basolateraal: plasma-zijde in contact met lichaamszijde: inwendig milieu, bloed
- transport gebeurt:
o transcellulair: doorheen epitheelcellen
o paracellulair: tussendoor epitheelcellen = porie in filter
o tight epitheel: weinig paracellulair transport
= pore pathway: paracellulair sterk gereguleerd en ion selectief
o leaky epitheel: veel paracellulair transport
alles kan vrij bewegen tussen cellen door
- tight junctions
o belangrijk voor integriteit epitheel (koppelen cellen mechanisch aan mekaar)
o bepalen doorlaatbaarheid epitheellaag, voor bv. water en ionen.
epitheelcellen zijn aan mekaar gekoppeld
- verschillende soorten intercellulaire verbindingen helpen om epitheelcellaag intact te houden, maar spelen ook rol in
signaaltransductie en in verschaffen fysieke barrière tussen flankerende apicale en basale compartimenten epitheel.
- zonula occludens (= tight junctions) en zonula adherens (= adherens juctions) vormen gordel rond cel
- desmosomen: singulaire plaques waar cellen aan mekaar gekoppeld zijn
, types van intercellulaire koppelingen
- tight junctions regelen verkeer tussen luminale (apicale) en interstitiële (basolaterale) ruimte.
o opgebouwd uit verschillende proteïnen (occludine, claudine en junctional adhesion molecules (JAM)
JAM:
controleren paracellulaire beweging (tussen epitheelcellen door)
afhankelijk van welk eiwit dat tot expressie komt heeft epitheel andere doorlaatbaarheid
o zorgen voor:
membraanpolarisering door mechanische koppeling tussen cellen
controleren paracellulair beweging: tight of leaky, selectiviteit
- gap junctions regelen verkeer tussen cellen (van cytoplasma naar andere)
o maken contact mogelijk tussen epitheelcellen
o connexines ⟶ connexon ⟶ vormen gap junctions
- desmosomen verbinden intermediaire filamenten naburige cellen
o hemidesmosomen verbinden epitheelcel met basale membraan
- adherens junctions koppelen actine cytoskelet van naburige cellen aan
mekaar → belangrijk voor doorgeven mechanische stimuli
- claudines: geven transcellulair transport selectiviteit
o verschillende types: Na of Cl selectief = belangrijk in nierepitheel
elektrofysiologie van een
epitheel
- Vm: drijvende kracht voor geladen deeltjes om in of uit cel te stromen
- selectief transport ionen ⟶ ladingsverschil over epitheliale cellaag = tussen lumen en interstitiële
ruimte = transepitheliale potentiaal (VTE) → Vm aan apicale en basolaterale zijde is verschillend
- transepitheliale potentiaal = gevolg netto-verplaatsing van lading over epitheel
o bv. cel die erg veel Na van lumen naar interstitium transporteert, maar veel minder Cl-
- dus netto-transport + lading naar interstitium ⟶ luminale vloeistof negatief geladen tov interstitiële vloeistof
o (bij conventie referentie-electrode in interstitiële vloeistof, zodat in dit geval transepitheliale potentiaal negatief is).
- trans-epitheliale weerstand = doorlaatbaarheid voor geladen deeltjes, ontstaat door transepitheliaal potentiaalverschil
- tight epitheel: geen paracellulair transport mogelijk, weerstand is erg hoog, grote waardes voor VTE mogelijk
o alleen transcellulair transport mogelijk, geen paracellulair transport mogelijk door de tight junctions →
geladen deeltjes kunnen getransporteerd naar andere ruimte waardoor daar netto lading ontstaat (want geen
compenserende deeltjes aangetrokken via paracellulair) → transepitheliale potentiaal mogelijk
- leaky epitheel: relatief doorlaatbaar voor ionen, weerstand is dus laag, kleine of helemaal geen VTE
o zowel trans- als paracellulair transport mogelijk: kortgesloten: bij ladingsverschil tussen 2 ruimtes ⟶ via
paracellulair transport een compenserend deeltje aangetrokken waardoor er geen netto ladingsverschil is →
geen transepitheliale potentiaal mogelijk
transport over een epitheel: polarisering
verschillende samenstelling transportproteïnen aan basolaterale en apicale zijde leidt tot specifieke transcellulaire transporteigenschappen
typevoorbeeld: Ussing model voor Na reabsorptie
1. Na/K exchanger basolateraal
a. ⟶ polarisatie: Na kanaal apicaal en Na/K ATP ase alleen basolateraal = verschillende
transportproteïnes = POLARISATIE
2. K kanalen basolateraal recycleren K
a. als je dat wegneemt ⟶ cel depolariseert (negatieve transepitheliale Vm) door Na influx
⟶ drijvende kracht Na vermindert en transport valt stil
i. transport positief deeltje tegengehouden
3. Na gradiënt levert drijvende kracht voor entry over apicale membraan
a. Na influx via kanaal hangt af van elektrochemisch drijvende kracht over apicale membraan ⟶ aangedreven door K
kanaal en Na/K ATPase ⟶ zorgt dat evenwichtspotentiaal voor Na sterk inwaartse kracht is
4. opbouw van transepitheliale potentiaal door netto-verplaatsing van lading.
5. Cl- transport is paracellulair, en functie van transepitheliale potentiaalverschil
blauw = inwendige milieu = bloed
netto opname NaCl beperkt potentiaal en Cl zorgt voor kortsluiten van transepitheliale potentiaal dat niet te groot
wordt
epitheel en epitheelcellen
epitheelcellen: typische cellen die contact met buitenwereld reguleren
- reguleren contact tussen substantie in extern milieu/opweg naar
buitenwereld & intern milieu
- = transportcellen: door membraantransporters of ionenkanalen bepalen deze
samenstelling vloeistoffen + maakt mogelijk stoffen te transporteren of
toelaten om ons lichaam binnen te dringen
o bv. in nier, zorgen dat belangrijke voedingsstoffen en mineralen
opgenomen worden voordat ze het lichaam verlaten
o samenstelling vloeistof die uiteindelijk urine wordt, dus bepaald door
gespecialiseerde epitheelcellen
o samenstelling élke vloeistof of substantie die lichaam verlaat bepaald
door epitheelcellen: urine, ontlasting, zweet, snot, traanvocht, etc.
epitheelcellen produceren specifieke vloeistoffen:
- cerebrospinaal vocht (i/d cerebrospinale ruimte): samenstelling wijkt af van
normale extracellulaire vloeistof in ons lichaam = transcellulaire vloeistof =
speciale vloeistof
- endolymfe (= vloeistof in slakkenhuis binnenoor): totaal andere samenstelling
dan normale extracellulaire vloeistof in ons lichaam
à andere K concentratie dan in perilymfe (normale samenstelling)
- epitheel = laag cellen: bedekken oppervlak of holte : sluit vloeistofcompartiment af van ander
- gespecialiseerde holtes gevuld met afwijkende vloeistof (transcellulair vocht, bv. deel binnenoor)
- samenstelling ook bepaald door epitheelcellen.
85% kankers = epitheelcel kanker: CARCINOOM
epitheel: opbouw
- epitheelcellen vormen (meestal) een monolaag en zijn gepolariseerd:
o apicaal: lumen-zijde: in contact met dingen die lichaam verlaten (buitenwereld): urine, stoelgang,…
o basolateraal: plasma-zijde in contact met lichaamszijde: inwendig milieu, bloed
- transport gebeurt:
o transcellulair: doorheen epitheelcellen
o paracellulair: tussendoor epitheelcellen = porie in filter
o tight epitheel: weinig paracellulair transport
= pore pathway: paracellulair sterk gereguleerd en ion selectief
o leaky epitheel: veel paracellulair transport
alles kan vrij bewegen tussen cellen door
- tight junctions
o belangrijk voor integriteit epitheel (koppelen cellen mechanisch aan mekaar)
o bepalen doorlaatbaarheid epitheellaag, voor bv. water en ionen.
epitheelcellen zijn aan mekaar gekoppeld
- verschillende soorten intercellulaire verbindingen helpen om epitheelcellaag intact te houden, maar spelen ook rol in
signaaltransductie en in verschaffen fysieke barrière tussen flankerende apicale en basale compartimenten epitheel.
- zonula occludens (= tight junctions) en zonula adherens (= adherens juctions) vormen gordel rond cel
- desmosomen: singulaire plaques waar cellen aan mekaar gekoppeld zijn
, types van intercellulaire koppelingen
- tight junctions regelen verkeer tussen luminale (apicale) en interstitiële (basolaterale) ruimte.
o opgebouwd uit verschillende proteïnen (occludine, claudine en junctional adhesion molecules (JAM)
JAM:
controleren paracellulaire beweging (tussen epitheelcellen door)
afhankelijk van welk eiwit dat tot expressie komt heeft epitheel andere doorlaatbaarheid
o zorgen voor:
membraanpolarisering door mechanische koppeling tussen cellen
controleren paracellulair beweging: tight of leaky, selectiviteit
- gap junctions regelen verkeer tussen cellen (van cytoplasma naar andere)
o maken contact mogelijk tussen epitheelcellen
o connexines ⟶ connexon ⟶ vormen gap junctions
- desmosomen verbinden intermediaire filamenten naburige cellen
o hemidesmosomen verbinden epitheelcel met basale membraan
- adherens junctions koppelen actine cytoskelet van naburige cellen aan
mekaar → belangrijk voor doorgeven mechanische stimuli
- claudines: geven transcellulair transport selectiviteit
o verschillende types: Na of Cl selectief = belangrijk in nierepitheel
elektrofysiologie van een
epitheel
- Vm: drijvende kracht voor geladen deeltjes om in of uit cel te stromen
- selectief transport ionen ⟶ ladingsverschil over epitheliale cellaag = tussen lumen en interstitiële
ruimte = transepitheliale potentiaal (VTE) → Vm aan apicale en basolaterale zijde is verschillend
- transepitheliale potentiaal = gevolg netto-verplaatsing van lading over epitheel
o bv. cel die erg veel Na van lumen naar interstitium transporteert, maar veel minder Cl-
- dus netto-transport + lading naar interstitium ⟶ luminale vloeistof negatief geladen tov interstitiële vloeistof
o (bij conventie referentie-electrode in interstitiële vloeistof, zodat in dit geval transepitheliale potentiaal negatief is).
- trans-epitheliale weerstand = doorlaatbaarheid voor geladen deeltjes, ontstaat door transepitheliaal potentiaalverschil
- tight epitheel: geen paracellulair transport mogelijk, weerstand is erg hoog, grote waardes voor VTE mogelijk
o alleen transcellulair transport mogelijk, geen paracellulair transport mogelijk door de tight junctions →
geladen deeltjes kunnen getransporteerd naar andere ruimte waardoor daar netto lading ontstaat (want geen
compenserende deeltjes aangetrokken via paracellulair) → transepitheliale potentiaal mogelijk
- leaky epitheel: relatief doorlaatbaar voor ionen, weerstand is dus laag, kleine of helemaal geen VTE
o zowel trans- als paracellulair transport mogelijk: kortgesloten: bij ladingsverschil tussen 2 ruimtes ⟶ via
paracellulair transport een compenserend deeltje aangetrokken waardoor er geen netto ladingsverschil is →
geen transepitheliale potentiaal mogelijk
transport over een epitheel: polarisering
verschillende samenstelling transportproteïnen aan basolaterale en apicale zijde leidt tot specifieke transcellulaire transporteigenschappen
typevoorbeeld: Ussing model voor Na reabsorptie
1. Na/K exchanger basolateraal
a. ⟶ polarisatie: Na kanaal apicaal en Na/K ATP ase alleen basolateraal = verschillende
transportproteïnes = POLARISATIE
2. K kanalen basolateraal recycleren K
a. als je dat wegneemt ⟶ cel depolariseert (negatieve transepitheliale Vm) door Na influx
⟶ drijvende kracht Na vermindert en transport valt stil
i. transport positief deeltje tegengehouden
3. Na gradiënt levert drijvende kracht voor entry over apicale membraan
a. Na influx via kanaal hangt af van elektrochemisch drijvende kracht over apicale membraan ⟶ aangedreven door K
kanaal en Na/K ATPase ⟶ zorgt dat evenwichtspotentiaal voor Na sterk inwaartse kracht is
4. opbouw van transepitheliale potentiaal door netto-verplaatsing van lading.
5. Cl- transport is paracellulair, en functie van transepitheliale potentiaalverschil
blauw = inwendige milieu = bloed
netto opname NaCl beperkt potentiaal en Cl zorgt voor kortsluiten van transepitheliale potentiaal dat niet te groot
wordt
